Karena ukuran partikel yang besar dan proses penghancuran yang singkatpengukur mineral, dan mekanisme pemutusan utama adalah keruntuhan tarik dan geser, sehingga sulit untuk menentukan ukuran dan distribusi beban selama desain. Dalam makalah ini, metode analisis kekuatan baru berdasarkan elemen diskrit (DEM) dan elemen hingga (FEM) diusulkan untuk menganalisis kekuatan gigi rol pengukur mineral. Dengan menerapkan beban terdistribusi, keaslian dan keakuratan perhitungan kekuatan gigi gulung ditingkatkan. Beban terdistribusi dihitung dengan perangkat lunak elemen diskrit EDEM. Dalam makalah ini, dengan mempertimbangkan pengaruh ukuran terhadap kekuatan material, uji kompresi uniaksial dan uji cakram Brazil dilakukan masing-masing pada material dengan ukuran berbeda. Kekuatan tekan dan tarik material dikalibrasi, dan parameter ikatan dalam simulasi elemen diskrit akhirnya ditentukan. Dengan menganalisis hasil simulasi elemen diskrit, beban terdistribusi pada gigi roll ketika gaya pada gigi roll maksimum dipilih dan dimuat ke model FEM gigi roll pada posisi kerja yang sesuai pada waktu yang sesuai di lingkungan ANSYS untuk analisis kekuatan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa beban gigi roller terutama terdistribusi pada bagian belakang gigi pada waktu pembebanan maksimum, dan terdapat konsentrasi tegangan pada bagian depan akar gigi.
Dalam beberapa tahun terakhir, dengan berkembangnya model partikel, model kontak, dan model matematika lainnya, metode elemen diskrit telah digunakan secara luas dan mendalam dalam pengukur mineral. Legendre dkk. iSaya menggunakan perangkat lunak EDEM untuk mensimulasikan penghancuran partikel tunggal pada jaw crusher dan memverifikasi hasil optimalisasi konsumsi energi. Cleary dkk. "21" mengusulkan algoritma perhitungan model penggantian elemen diskrit berdasarkan uji berat jatuh sebelum pemodelan material, dan menggunakan teknologi simulasi elemen diskrit untuk mempelajari pengaruh karakteristik material dan parameter lingkungan terhadap kinerja kerja cone crusher. Metode elemen diskrit (DEM) dan metode elemen hingga (FEM) semakin banyak digunakan untuk menganalisis interaksi antara material lepas atau rapuh dan kontinum lainnya. Misalnya, dalam analisis kinerja penghancur, mesin penyaring, dan peralatan lainnya, sifat mekanik dan kinemik material serta dampak material terhadap peralatan dipelajari. Dalam hal ini, perangkat lunak elemen diskrit EDEM mengembangkan saluran penggandengan dengan perangkat lunak elemen hingga ANSYS Workbench, yang dapat mewujudkan penggandengan searah antara elemen diskrit dan elemen hingga. Sangat cocok untuk situasi dimana deformasi peralatan tidak besar, dan tidak cukup mempengaruhi karakteristik mekanik dan kinematik material.
Kekuatan gigi roller merupakan dasar penting untuk desain dan optimalisasi profil gigi. Metode tradisional dalam menganalisis kekuatan gigi rol mengambil kekuatan tumbukan maksimum material sebagai nilai tegangan tekan untuk memikul beban pada ujung dan belakang gigi rol. Dalam makalah ini, DEM FEM digunakan untuk menganalisis kekuatan gigi gulung mineral sizer. Berdasarkan kondisi produksi sebenarnya dari alat ukur mineral tertentu, model DEM-FEM dibuat. Dalam EDEM, proses penghancuran mineral sizer disimulasikan dan informasi beban gigi gulung diekstraksi. Model elemen hingga dari gigi gulung dibuat di ANSYS Workbench, dan informasi beban dari gigi gulung dimuat pada gigi gulung menggunakan saluran kopling EDEM-ANSYS Workbench, dan analisis kekuatan gigi gulung telah selesai.
Dalam makalah ini, model elemen diskrit material dan model elemen hingga gigi gulung dibuat berdasarkan interaksi antara gigi gulung dan material pecah seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1(a). sizer mineral memiliki fungsi penyaringan. Bahan berukuran partikel besar akan dipecah dengan grading. Bahan berukuran partikel kecil yang dapat melewati celah antar gigi gulungan secara langsung tidak akan pecah. Oleh karena itu, dalam makalah ini, model ikatan heksahedral dibuat untuk material berukuran partikel besar dan model partikel tunggal dibuat untuk material berukuran partikel kecil. Gambar 1(b) menunjukkan model ikatan partikel material dan model gigi gulungan FEM, dimana gigi gulungan berputar berlawanan arah jarum jam.
Dalam model ikatan partikel, elemen-elemen diskrit dengan jari-jari kontak yang tumpang tindih berikatan, dan terdapat gaya ikatan serta torsi antar elemen ikatan. Gaya dan momen ikatan ditentukan oleh perpindahan. Gambar. 2 menunjukkan diagram ikatan partikel i dan j, di mana perpindahan terutama diwakili oleh hubungan antara kecepatan dan waktu. Dimana Fn dan F berturut-turut adalah gaya normal dan gaya tangensial; Tm dan T masing-masing adalah momen normal dan momen tangensial; A adalah area kontak, setelah A=π; J adalah momen inersia, J=0.5π, m adalah jari-jari ikatan; S. Dan S masing-masing adalah kekakuan normal dan tangensial; Apakah langkah waktu; Dan 4 masing-masing adalah kecepatan normal dan tangensial; Dan merupakan kecepatan sudut normal dan tangensial. Ketika tegangan normal dan tangensial antar partikel lebih besar dari nilai yang ditetapkan, hubungan ikatan unsur-unsur diskrit menjadi rusak [, seperti ditunjukkan pada Persamaan (2) : x